缓冲液盐度对热提取活性污泥胞外聚合物的影响

采用热提取法提取污泥中微生物细胞外的胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substance,EPS),分析了不同提取时间、提取温度、缓冲液盐度对污泥中EPS提取效果的影响,并采用平行因子模型(PARAFAC模型)分析了不同缓冲液盐度下EPS的荧光组分及特性,探究了缓冲液盐度对热提取污泥EPS的影响.结果表明,缓冲液盐度对热提取EPS的组分和荧光物质的强度均产生影响,0.50%的氯化钠缓冲液盐度条件下松散型EPS(loosely bound EPS,LB-EPS)组分含量及荧光物质最佳,0.05%氯化钠缓冲液盐度条件下紧密型EPS(tightly bound EPS,TB-EPS)的提取效果最佳;当提取时间为40 min,提取温度为70℃时,总EPS含量达(93.26±2.07)mg·g~(-1)(以VSS计);三维荧光结果显示,不同缓冲液盐度条件下污泥中EPS均包含类蛋白质(C1:λ_(Ex)/λ_(Em)=290 nm,302/350 nm)、类色氨酸(C2:λ_(Ex)/λ_(Em)=278 nm,340 nm)、类胡敏酸(C3:λ_(Ex)/λ_(Em)=310 nm,410 nm)和类腐殖酸(C4:λ_(Ex)/λ_(Em)=380/420 nm,474/514 nm)4类荧光组分峰,在溶解性EPS(SMP)和LB-EPS中类色氨酸的荧光强度最高,TB-EPS中类蛋白质荧光强度最高.因此,合适的热提取缓冲液盐度,有利于污泥EPS中各组分的高效提取.     

1株太湖流域土著溶藻菌的溶藻特性研究

从太湖流域宛山荡蓝藻爆发地底泥样品中分离岀1株溶解铜绿微囊藻的细菌,编号为WS8。生理生化鉴定及16S rDNA序列分析结果表明,该菌与Bacillus amyloliquefaciens (GenBank登录号为KC441776)的16S rDNA序列相似度为99%。通过液体感染法(与铜绿微囊藻共培养)考察了该菌溶藻特性及溶藻机制。结果表明,溶藻菌WS8具有显著的溶藻效果。稳定期菌液溶藻效果最强,4 d溶藻率高达91.7%;菌液溶藻效果随投加比例的增加而增强,但投加量5%与10%处理组溶藻效果无显著差异,4 d溶藻率分别为91.3%及93.3%;菌液对高浓度水华藻的抑制作用较迟滞,对低浓度水华藻的抑制作用迅速,但4 d溶藻率并无显著差异;菌液对温度及pH适应能力较强,具有较好的工程应用价值,在30℃,pH 8时溶藻率最高。溶藻菌WS8的溶藻机制可归纳为:菌株分泌具有溶藻活性的胞外活性物质,该活性物质会引起藻细胞丙二醛含量升高,对藻细胞产生氧化损伤,破坏藻细胞保护酶,从而降低藻细胞生物量。     

两株溶藻细菌的分离鉴定及其溶藻特性

从富营养化池塘中筛选分离出两株溶藻细菌L7和L18,通过生理生化实验及16SrDNA测序进行鉴定,对其单一以及混合菌液去除铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)的效果进行研究,并考查其溶藻方式。结果表明:菌液的滤液有溶藻效果,溶藻细菌具有间接溶藻特性;细菌需要一定的初始浓度才能有明显的溶藻效果,初始浓度越高,溶藻效果越好;溶藻效果大致趋势为混合菌液>L18>L7;不同生长时期溶藻菌,其滤液的溶藻效果差异很大,衰减期的滤液溶藻效果好于对数生长期和稳定期的;滤液投加体积分数与溶藻效果成正相关;细菌鉴定结果表明,L7为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),L18为短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)。     

SBBR反应器运行中生物膜胞外聚合物的变化特征

以进水、静置、曝气和排水作为SBBR反应器的运行周期,研究了在不同溶解氧和换容比条件下运行周期内生物膜EPS的产生与变化特征。扫描电镜(SEM)结果显示,生物膜由大量丝状菌组成,菌胶团和累枝虫交联聚集在其周围,生物膜外层生物相明显比内部丰富。当DO从2～3 mg/L升到3～5 mg/L时,EPS的含量从147.7μg/(mL填料)升至286.0μg/(mL填料),再升至5～6 mg/L时,EPS稍有降低至271.3μg/(mL填料)。随着换容比从1/3升高至2/3,EPS的含量逐渐从121.5μg/(mL填料)下降到86.2μg/(m L填料)。在运行周期内,进水后处于静置状态1 h的EPS产生量最大,达到148.0μg/(mL填料),此时EPS中荧光类有机物含量也最高,且以芳香性蛋白质Ⅰ(λ_(Ex)/λ_(Em)=(220～250)/(280～330)nm)、芳香性蛋白质Ⅱ(λ_(Ex)/λ_(Em)=(220~250)/(330~380)nm)和微生物沥出物(λ_(Ex)/λ_(Em)=(250～280)/(290～380)nm))为主。     

3株溶藻细菌溶藻特性的初步研究

对3株溶藻细菌L7、L8和L18溶解水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae FACHB-245)的溶藻方式、溶藻活性代谢产物的溶藻特性进行了研究。3株菌都为间接溶藻,产生具有热稳定性的、对水华鱼腥藻有较强溶藻效果的活性代谢产物。L8的溶藻效果与藻液中投加溶藻活性代谢产物的浓度呈正相关。处于衰减期的L8,其溶藻活性代谢产物的溶藻效果好于对数生长期和稳定期。在不同pH值条件下进行溶藻实验,当pH值为8.5±0.1时,L7溶藻活性代谢产物的去除率达到85.78%;当pH值为10±0.2时,L8和L18溶藻活性代谢产物的去除率分别达到92.84%和78.72%;由7×108cells/mL的L8菌液获得的无菌滤液,当投加量<30%时,对水华鱼腥藻的生长具有促进作用。     

西北内陆城市河段水体CDOM三维荧光指纹特征研究

文章采用三维荧光光谱技术(3DEEM),研究西北内陆某城市河段南北侧断面水体有色溶解性有机质(CDOM)三维荧光指纹特征。结果表明:河段南北侧断面CDOM均存在3类明显荧光峰:峰A(λ_(Ex)/λ_(Em)=239/430)为紫外光区类腐殖质荧光峰,峰B(λ_(Ex)/λ_(Em)=284/340)为类蛋白荧光峰,峰C(λ_(Ex)/λ_(Em)=296/340)为类色氨酸荧光峰。北侧断面荧光强度高于南侧,变化起伏较大,吸收系数a355可表征河段CDOM浓度,综合认为北侧断面CDOM浓度更高。南北侧荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)和生物源指数(BIX)的对比结果表明,北侧断面2、断面6、断面8和南侧断面7、断面8荧光指纹变化主要受外源或陆源输入影响,其他断面荧光指纹特征受内源影响较大。总体上,外源(陆源)输入是研究河段水体溶解性有机质主要来源,是该河段水污染防治的关键。     

一株溶藻细菌对铜绿微囊藻生长的影响及其鉴定

从山东黄岛边某富营养化池塘中分离得到1株具有溶藻作用的菌株(J1),研究了其对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的抑制效果、作用方式以及细菌培养基、菌株与铜绿微囊藻不同生长阶段等因素对溶藻效果的影响,并对该菌株进行了生理生化鉴定.结果表明,将牛肉膏蛋白胨培养基加入藻液,培养基与藻液的投放体积比为6%时,9d内对藻的生长无影响.将初始浓度为6×107 cfu/mL的菌液加入藻液,共培养第9d,铜绿微囊藻的去除率达87%以上.对数期的J1细菌具有较好的溶藻效果,作用于稳定期铜绿微囊藻的实验组,藻的去除率较低.J1通过分泌溶藻物质的间接作用方式抑制铜绿微囊藻的生长,且溶藻活性物质具有一定的热稳定性.根据生理生化及16S rDNA序列分析鉴定,菌株J1属于芽胞杆菌属(Bacillus).     

溶藻放线菌的分离鉴定及其溶藻特性

从水华发生水塘的泥土中分离到一株溶藻放线菌L74,对该菌溶解铜绿微囊藻、鱼腥藻、颤藻、水华束丝藻的效果及溶藻方式进行了研究,利用16SrDNA序列分析对其进行了鉴定。结果表明,该菌不仅对铜绿微囊藻具有良好的溶藻效果,而且对鱼腥藻、颤藻、水华束丝藻也有良好的去除作用。对铜绿微囊藻的效解作用依赖于初始菌浓度,当初始藻液中菌浓度>1×104cfu/mL时,可产生明显的溶藻作用,6d后对铜绿微囊藻的去除率达82.6%。通过溶藻方式的研究发现,该菌菌体和胞外代谢产物都具有溶藻作用,且这种胞外代谢产物对温度敏感,当温度达到110℃时会使该溶藻物质失去活性。16SrDNA序列分析表明L74菌与多株弗氏链霉菌的16SrDNA核苷酸序列的同源性达到了100%,归属于弗氏链霉菌。     

超声对垃圾渗滤液中溶解性有机物的影响

采用三维荧光光谱(EEM)和荧光区域指数分析法研究了垃圾渗滤液的荧光光谱特性。渗滤液经不同超声频率处理后,位于λ_(Ex)/λ_(Em)=270/345 nm和240/449 nm的特征峰消失,位于λ_(Ex)/λ_(Em)=330/430 nm(峰a)和280/391 nm(峰b)的特征峰在80 k Hz时峰强增加幅度和位移变化最大,但两峰强度之比r(a,b)和EEM的P_(Ⅲ,n)与P_(Ⅴ,n)增加幅度最低;不同初始p H渗滤液经超声处理后,特征峰位移出现明显差别,除p H为11时P_(Ⅲ,n)有所下降外,其余P_(Ⅴ,n)和P_(Ⅲ,n)都呈上升趋势,pH为3时P_(Ⅴ,n)增加幅度最显著;提高渗滤液初始浓度后,发现P_(Ⅲ,n)和P_(Ⅴ,n)升幅增大,P_(i,n)的变化规律显示对超声的敏感程度是色氨酸类有机物酪氨酸类有机物微生物沥出物富里酸类有机物腐殖酸类有机物;GC/MS分析结果表明超声处理后渗滤液中芳烃和烷烃有机物相对含量减少,醇类、羧酸和酯类有机物相对含量增加。     

铜绿微囊藻溶藻菌EA-1的分离鉴定及溶藻特性

从广州流花湖分离获得一株溶藻菌株EA-1,16S rDNA分析表明菌株EA-1属于肠杆菌属（Enterobacter）.研究了肠杆菌EA-1对铜绿微囊藻的溶藻效果和溶藻机制.结果表明,对数期EA-1具有最佳溶藻效果,投加比例为10%,初始叶绿素a含量为1.43mg/L时,EA-1能实现3d内完全除藻,叶绿素a含量为2.39mg/L时,共培养6d后,抑制率为84.1%±1.3%.EA-1通过分泌胞外溶藻物质间接溶藻,生理生化响应表明,EA-1无菌滤液胁迫下,藻细胞膜脂过氧化损伤严重,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性先急剧上升后下降.三维荧光光谱（EEM）表明溶藻产物为类腐殖酸,类富里酸和类蛋白类物质.扫描电子显微镜（SEM）显示藻细胞出现褶皱,内陷和萎缩现象.透射电子显微镜（TEM）显示藻细胞破坏过程为：首先,胶质层与细胞壁分离,光合片层变得松散和不规则,内含物被部分降解.随后,光合片层被彻底破坏,DNA核物质和多聚磷酸盐等营养物质颗粒被降解,藻细胞内部结构被完全破坏,藻细胞死亡.     

溶藻菌Serratia sp.对蓝、绿藻的去除研究

水体富营养化对水环境造成严重影响,利用微生物去除富营养化水体中藻类的方法具有广阔前景。该研究以实验室分离出的一株溶藻菌Serratia sp.为研究对象,将其分别加入富营养化水体中常见的蓝藻(水华束丝藻)和绿藻(四尾栅藻)藻液中,通过监测共培养体系中藻细胞密度、叶绿素a浓度、p H、总氮、总磷的变化,探讨溶藻效果,并通过光谱技术分析溶藻产物。结果表明：溶藻菌Serratia sp.对两种藻都具有较好的溶藻效果,且溶藻菌Serratia sp.浓度越高,溶藻效果越好;添加原菌液的实验组蓝、绿藻的叶绿素a去除率分别为64.3%和85.1%,藻细胞密度分别下降71.4%和83.9%;藻液中总氮分别下降17.84 mg/L和10.82 mg/L,而总磷分别下降7.75 mg/L和5.68 mg/L,总氮去除效果更佳;初步推断溶藻产物中含有N-H、O=N-O-(-NO₂)、C-H、C-N、C-O、CH₂等键,结合三维荧光的扫描结果,推断为类色氨酸物质和类腐殖酸物质。     

海泡石与生物质炭强化厌氧处理养猪废水

探讨了海泡石与生物质炭投加对于厌氧技术处理养猪废水效能的影响,并通过三维荧光光谱(EEM)与傅里叶红外光谱(FTIR)分析了海泡石与生物质炭对于厌氧污泥溶解性微生物产物(SMP)及胞外聚合物(EPS)组分的影响.结果表明,投加海泡石与生物质炭后,提高了厌氧反应器对COD与氨氮的去除效果,对COD的平均去除率分别提高了10.1%与15.4%,对氨氮的去除率最高分别达到了50.9%和71.5%.对于厌氧污泥SMP而言,投加海泡石后,其FTIR光谱中2930cm~(-1)、1460cm~(-1)处的吸收峰减弱,表明其对养猪废水中大分子有机物的去除效果有一定程度增强;而投加生物质炭后,其EEM光谱中类富里酸(Ex/Em=340nm/420nm)的吸收峰强度降低,从而提高了厌氧反应器出水水质.对于厌氧污泥EPS而言,通过EEM分析可知,投加生物质炭后厌氧污泥中简单类蛋白(Ex/Em=225nm/340nm)吸收峰、色氨酸类蛋白(Ex/Em=280/340nm)吸收峰强度增大,蛋白含量的提高有利于厌氧污泥的絮凝;同时出现了辅酶F420(Ex/Em=420nm/470nm)的吸收峰,这表明加入生物质炭后,厌氧反应器内产甲烷菌活性更佳,为厌氧反应器对养猪废水的高效处理提供了保障.     

除藻微生物制剂活化条件研究及溶藻机理分析

用正交实验法对除藻微生物制剂(IBC)应用于除藻前的活化条件进行了研究,并对该微生物制剂活化后的除藻机理进行了初步分析。结果表明,尿素是微生物制剂应用活化条件中影响最大的因子,其次是红糖,溶解氧影响最小。在尿素0.0225g/gIBC,红糖0.1 g/g IBC,转速为80 r/min(溶解氧浓度为8.5 mg/L)条件下,活菌数最多,除藻效果最佳。除藻效果相同时,除藻微生物制剂活化后投加量节约600 g/t。除藻效果加强主要是由于细菌活菌数的增加,同时细菌代谢产物或者分泌的某些胞外物质,也导致了铜绿微囊藻的溶解。     

一株溶藻细菌的分离鉴定及其溶藻特性

从对藻类及藻毒素有良好去除作用的海绵固定化微生物系统中分离到一株溶藻细菌P0 7,对该菌溶解铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)、栅藻(Scenedesmus)及小球藻(Chlorella)的效果、溶藻方式进行了研究,利用16SrDNA序列分析对其进行了鉴定.结果表明,该菌株不但对铜绿微囊藻具有良好的溶解效果,而且对淡水中常见的栅藻及小球藻也具有良好的去除作用.初始菌浓度越大,溶藻效果越明显,达到最佳溶藻效果的时间越短.当菌浓度为2 . 4×10 7个·mL- 1 时,3d后铜绿微囊藻的去除率可达到81 .67% .该菌溶藻无需菌体与藻细胞直接接触,是通过分泌某种非蛋白质类物质溶藻.该菌革兰氏染色呈阳性,可运动;不能利用大多数常见碳源.16SrDNA序列分析表明,P0 7菌株与多株芽孢杆菌的16SrDNA核苷酸序列的同源性均在99. 7%以上,归属于芽孢杆菌属.     

一株溶藻菌株的分离鉴定及溶藻特性

从某湖泊中分离出一株具有溶藻作用的菌株W4,并且研究了该菌株溶解铜绿微囊藻的作用效果、作用方式以及铜绿微囊藻与溶藻菌株所处生长期对溶藻效果的影响,并对溶藻菌株进行了生理生化鉴定.结果表明,该菌株对铜绿微囊藻具有很好的去除效果,加入特定量的菌株培养液,8d后铜绿微囊藻的去除率可达99.5%.该菌株通过间接作用方式溶解铜绿微囊藻,并且该菌株分泌的抑藻活性物质为非蛋白质类物质.菌株W4对铜绿微囊藻的溶解作用受藻细胞所处生长期的影响,但不受该菌株所处生长期的影响.根据形态特征及生理生化试验初步鉴定W4菌株为链霉菌属.     

一株溶藻细菌的溶藻特性及其鉴定

从海绵固定化微生物系统中分离获得1株溶藻细菌P15,对其溶解铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)、栅藻(Scenedesmus)及小球藻(Chlorella)的效果、溶藻方式进行了研究,并利用16SrDNA序列分析法进行了鉴定.结果表明,初始菌浓度大于2.4×10⁷个/mL时,P15菌具有理想的溶藻效果,48h后铜绿微囊藻去除率可达到65.84%,栅藻及小球藻也能很好地去除.P15菌革兰氏染色阳性,可运动;能利用乳酸胺等32种常见碳源.P15菌株与多株红球菌的16SrDNA核苷酸序列的同源性均在99.7%以上,归属于红球菌属.     

1株巢湖高效溶藻菌的分离鉴定及其溶藻特性研究

对巢湖水华期可分离纯化的菌株进行溶藻菌的筛选、溶藻特性研究和生物学鉴定。筛选出一批有明显溶藻作用的细菌,以3种蓝藻为研究对象,通过叶绿素a的测定,对其中5株溶藻菌的溶藻效率进行比较后,确定了1株高效溶藻菌C1138。通过将菌液经过4种处理(菌液、洗脱菌体、无菌滤液及加热滤液)后与蓝藻混合培养,确定溶藻作用方式。同时,初步探讨了菌液藻液浓度比例对溶藻效果的影响。最后对菌株C1138进行了分子生物学鉴定和PHB染色。结果显示:C1138菌株为Chitinimonas viridis,且PHB染色阳性。菌株C1138对3种蓝藻(FACHB-905、PCC 7806、FACHB-7942)均有显著的溶藻作用,溶藻效率均50%,且主要通过菌体的直接作用产生溶藻效果,菌株C1138菌体悬液以2/30的体积比加入铜绿微囊藻FACHB-905藻液的效果最佳,且第4天溶藻率达80%以上。     

高效铜绿微囊藻溶藻菌WJ6的分离鉴定及溶藻特性

以铜绿微囊藻为研究对象,从富营养化水体分离了一株高效溶藻菌,通过分析形态学、生理生化特征及16S rDNA序列比对,鉴定了该溶藻菌株,分析了该菌株对铜绿微囊藻的溶藻方式、溶藻特性及其不同培养时期、不同浓度菌液及不同环境因子对溶藻效果的影响,并探讨了其可能的溶藻机制.研究表明：WJ6属于沙雷氏菌属（Serratia sp.GenBank登录号为KY462187）;溶藻菌WJ6以胞外释放溶藻物质为主直接溶藻为辅的溶藻方式;溶藻菌WJ6处于对数期时的溶藻率最高达87.50%;菌液浓度达1.4×10⁹CFU/mL以上,溶藻率最高为95.69%;在30℃、pH8条件下,溶藻率达90.00%;改良的基本培养基培养的溶藻菌溶藻率最高达98.50%;铵离子浓度大于2mol/L时,溶藻菌的溶藻率98.33%;当盐度为0.5%时,溶藻率较高为92.77%.溶藻菌株WJ6是1株高效溶铜绿微囊藻菌,在富营养化治理方面具有较好的应用前景.     

臭氧强化混凝工艺对地表水中藻毒素的去除效果研究

针对于中国北方某地表水源水藻类季节性爆发情况,采用臭氧强化混凝工艺去除藻毒素,实验分别考察了单独投加臭氧及聚合氯化铝(PAC)对微囊藻毒素及浊度、UV_(254)、TOC和高锰酸盐指数的去除效果,研究表明臭氧对MC-LR有较好的去除效果,2 mg/L臭氧对MC-LR的去除率达到了65.74%,对浊度及UV_(254)的去除率达到了29.43%与40.49%,但对TOC及高锰酸盐指数的去除效率却较低,去除率分别为11.59%与9.97%。20 mg/L PAC在单独使用时对MC-LR去除率为15.61%,对浊度、高锰酸盐指数、UV_(254)、TOC的去除率分别为79.21%、58.04%、31.29%与30.12%。在此基础上,采用臭氧-PAC联合工艺,结果表明当2 mg/L臭氧与20 mg/L PAC联用时,对MC-LR的去除率达到了89.87%,对浊度、UV_(254)、TOC及高锰酸盐指数的去除率分别为80.53%、58.75%,34.23%与61.96%。采用臭氧强化混凝联合工艺可以有效地去除该地表水藻类季节性爆发所引起的藻毒素。     

高锰酸钾预氧化对藻活性和胞内外有机物的影响

以实验室纯培养的铜绿微囊藻为研究对象,针对不同生长期藻的特性,采用高锰酸钾预氧化剂,研究投加量对铜绿微囊藻胞内、外有机物DOC浓度的影响;高锰酸钾氧化后铜绿微囊藻细胞及其活性的变化;预氧化对以聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂的混凝工艺去除不同生长期铜绿微囊藻的影响.结果表明.低浓度的高锰酸钾对藻细胞光合作用有一定的抑制作用,高浓度(≥10mg/L)的高锰酸钾预氧化会使藻细胞失活并释放大量胞内有机物.当高锰酸钾投加量为2mg/L时,投加30mg/L PAC,第9d、21d、28d、36d培养期的藻去除率分别为81%、99%、58%、35%;在不同高锰酸钾投加量下,第21d(对数期)的藻液,采用高锰酸钾预氧化强化混凝除藻效果最好,其原因可能与不同生长期胞外有机物(EOM)浓度及组分不同有关.藻处于衰亡前期和衰亡后期EOM含量显著增大,过高浓度的EOM影响了氧化剂的氧化效率,使得预氧化效果不明显.稳定期和对数期藻液中EOM含量较低,此时氧化剂与藻细胞接触,易刺激藻细胞分泌物质,而一定浓度的EOM可以起到助凝的作用,使得预氧化后强化混凝效果良好.高锰酸钾还原产物是水合Mn O2,会促进混凝并可以附着在藻细胞表面提高藻细胞沉降性.